Обеззараживание сточных вод промышленных предприятий

Сточные воды не являются благоприятной средой для существования патогенной микрофлоры. Первона­чально низкий рН, а в последующем, с ходом биохими­ческих процессов, изменение его до высокого в некото­рых водах влияет на свойства патогенных микроорга­низмов таким образом, что вирулентность их сильно понижается или происходит полная гибель. И все же сточные воды таких производств, как мясокомбинаты, биофабрики, дезинфекционно-промывочные станции, при несоблюдении ветеринарно-санитарных мер могут стать серьезным фактором передачи таких возбудителей бо­лезней животных, как ящур, чума и рожа свиней, салмонеллез, бруцеллез и других, выживающих в сточных водах весьма продолжительно.

Обсемененность сточных вод патогенными микроор­ганизмами во многих случаях была причиной возникно­вения эпидемий и эпизоотии. С 1892 по 1910 г. в Сара­товской губернии было зарегистрировано 46590 заболе­ваний сибирской язвой сельскохозяйственных живот­ных. Одной из причин этого были мелкие кожевенные предприятия, которые спускали сточные воды в водоемы без какой-либо их очистки.

Известна также роль сточных вод в возникновении эпизоотии ящура сельскохозяйственных животных, ге­патита, лептоспироза, туляремии и других болезней. Сточная вода может быть фактором передачи возбуди­телей различных гельминтозов: большой и малой пече­ночных двуусток, желудочных гельминтов (протостронгилеза, диктиокаулеза). Свиньи заражаются через сточ­ные воды аскаридами и власоглавами, собаки - власоглавами и другими гельминтами.

Сточные воды промышленных предприятий из-за их опасности для внешней среды разрешается выпускать в водоемы только очищенными и обезвреженными. Объемы сточных вод разных предприятий и вели­чина содержания в ней патогенной микрофлоры неоди­наковы, а поэтому различными будут и мероприятия по их обезвреживанию.

Мясокомбинаты и бойни. Мясная промышленность - важнейший потребитель питьевой воды. На мясокомби­натах исключается повторность использования воды, что и предопределяет наличие большого количества сточной жидкости после технологических процессов получения и переработки мяса.

Места образования сточных вод на мясокомбина­тах - это базы передержки скота, лайвсток, убойно-разделочный и другие цехи. Большое количество сточ­ных вод получается также при мытье рабочих помеще­ний, столов и оборудования, туалете мяса, промывания желудков, кишечников и других продуктов убоя жи­вотных.

Расход воды при убое составляет на одно живот­ное (л): взрослый крупный рогатый скот - 1500, свиньи - 880, телята - 550, а на 1 т продукции соответ­ственно 4, 9 и 11 000.

Сточные воды делят на условно чистые и загрязнен­ные.

Условно чистые - это сточные воды, которые вытекают из холодильного цеха, вакуум-насосов, а загрязненные - воды жирового цеха, кишечного, суб­продуктов, колбасного и др.

Сточные воды цехов мясокомбинатов содержат за­грязнения различной органической природы. Так, воды, вытекающие с территории базы предубойного содержа­ния скота и лайвстока, содержат фекалии животных, подстилку; в сточной воде убойного цеха имеется кровь, жир, щетина, волосы, а в воде из цеха после промывки кишок и желудков - непереваренный корм. В итоге после переработки одного животного крупного рогатого скота таких твердых веществ получается до 20 кг.

По количеству взвешенных веществ сточные воды мясокомбинатов напоминают бытовые воды.

При хорошей механизации и более совершенных тех­нологических процессах производства сточные воды мя­сокомбинатов содержат небольшое количество взвешенных органических веществ. Однако и в этом случае их нельзя без очистки и удаления взвешенных частиц спу­скать в водоемы, так как они загрязняют их и вызы­вают загнивание воды.

Молочные заводы потребляют значительное количе­ство воды для обмывания машин, аппаратуры и посуды, для подогревания и охлаждения молока, для мытья сто­лов, полов и других мест.

Отработанные воды молокозаводов, как правило, со­держат значительное количество молока и такие про­дукты его переработки, как сыворотка, пахта, творог, кефир, простокваша и пр.

В воде, используемой для обмывания аппаратуры, к примеру, обнаруживается от 0, 5 до 1 % молока, что суммарно на 50000 л воды составляет 250-450 л цель­ного молока. Отработанная вода со столь большим ко­личеством взвешенного в ней молока может попадать в общую канализацию, а при ее отсутствии непосред­ственно в водоем.

Молоко и продукты его переработки представляют хорошую пищу для рыб и многих обитателей водной среды. Но пищей для рыб могут они служить только до известных пределов, ибо, как и всякое другое органи­ческое вещество, они со временем начинают разлагать­ся. При этих процессах в воде уменьшается количество кислорода и создаются условия для деятельности ана­эробных микробов, возникают вредные и неприятные за­пахи, в результате происходит гибель водных обитате­лей от недостатка кислорода. Установлено, например, что при попадании в реку лишь 1 л молока для сохра­нения удовлетворительных условий обитания рыбы требуется около 30 000 л речной воды для его разве­дения.

С целью санитарной охраны водоемов, обеспечения населения, животных и промышленности чистой питье­вой водой, предотвращения экономических убытков по очистке воды необходимо полностью устранить возмож­ность попадания в водоемы молока и отходов после его переработки, не допускать малейших потерь их с про­мывной водой. Сохранить данную воду, а также воду после промывания цистерн, охладителей, маслобоен, ча­нов и другого оборудования и использовать ее в корм животным - важная задача технологов заводов.

Сыворотка и пахта - ценный побочный продукт для животных. Подсчитано, что затраты на использование не только этих, но и других отходов молока и продуктов его переработки на молокозаводах гораздо ниже затрат на строительство очистных сооружений, необходимых для очистки сточных вод.

Дезинфекционно-промывочные станции (ДПС ). В соответствии с делением вагонов на три категории сточные воды, получаемые после промывки и дезинфекции таких вагонов, также делят на три категории. Сточные воды, получаемые после промывки вагонов первой кате­гории, содержат только частицы навоза и подстилки, но свободны от патогенных микроорганизмов, поэтому их без обеззараживания спускают в общегородскую кана­лизацию.

Сточные воды после промывки вагонов второй кате­гории могут быть обсеменены патогенной неспорообразующей микрофлорой, в связи с этим их с территории станции выпускают в общую канализацию лишь после предварительного отстаивания и дезинфекции.

Сточные воды после промывки и дезинфекции ваго­нов третьей категории, как самые опасные по степени бактериальной обсемененности, могут содержать устой­чивые возбудители болезней животных, например, та­кие, как споры микробов сибирской язвы, эмфизематоз­ного карбункула, столбняка, а также неспорообразующие возбудители особоопасных болезней. Поэтому их обязательно обеззараживают термически после отстаи­вания и коагуляции хлорируют на территории ДПС и затем спускают в канализацию. Осадок сжи­гают.

Предприятия сырьевой промышленности. Сточные воды заводов и баз первичной переработки кожевен­ного сырья очень незначительны по объему, так как в большинстве производственных операций воду не применяют. Но в воде, которую используют для об­мывки цехов при дезинфекции их, а также в водах, об­разующихся на территории после дождя, снега, содер­жится огромное количество шерсти, щетины, жира и по­варенной соли. Не исключена возможность обсеменения такой воды не только неспорообразующей микрофло­рой, но и спорами микробов сибирской язвы и других спорообразующих возбудителей.

Сточные воды на шерстеперерабатывающих фабри­ках и шерстемойках образуются в результате мойки грязной шерсти. Вода этих предприятий насыщена взве­шенными веществами - землей, песком, шерстью, фека­лиями, ланолином. Суммарно количество взвешенных веществ в воде данного производства равняется 30000 мг на 1 л, что приводит к значительному биохи­мическому потреблению кислорода (4000 мг на 1 л за 5 суток). Из таких вод при попадании их в водоемы об­разуются в больших количествах донные отложения, в состав которых входят ланолин и шерсть, появляется пена в воде и налеты грибных образований и, наконец, происходит обсеменение водоема значительным количе­ством разнообразной микрофлоры, в том числе и пато­генной, спорообразующие формы которой создают на длительный период опасные очаги возбудителей ин­фекции.

Биофабрики. Профиль работы существующих био­фабрик определяется номенклатурой тех биопрепаратов, которые они выпускают. Особенность сточных вод таких предприятий состоит в том, что заранее известны сте­пень и характер обсеменения их микрофлорой. В сточ­ных водах биофабрик встречаются такие взвешенные вещества, как навоз, кровь и смыв загрязнений с пола. Очистные сооружения для биофабрик устраивают от­дельно, а обеззараживание сточных вод осуществляют на территории биофабрик. На некоторых из них сточные воды подвергают термическому обеззараживанию.

Очистка сточных вод. Для освобождения воды от ор­ганических примесей применяют последовательную ее очистку; механическую, биологическую, химическую. Сточные воды, в которые возможно попадание патоген­ных микроорганизмов и гельминтов, кроме очистки, под­вергают еще и дезинфекции.

Механическая очистка. Воду пропускают че­рез мелкую решетку и песколовки или специальные очи­щающие желоба с двойным дном. Сточная вода, про­шедшая, например, через очищающий желоб, теряет 60-60% твердых веществ и до 60% жира.

Биологическая очистка. Ее осуществляют после механической очистки естественным способом - на полях фильтрации или с помощью биологических фильтров и аэротенков.

Биологическая очистка позволяет не только освет­лить сточную воду, но и очистить ее (перевести органи­ческие вещества в минеральные). При правильном устройстве и эксплуатации сооружений биологической очистки получают вещества, не способные к загни­ванию.

Разница между полями фильтрации и биологически­ми фильтрами состоит в том, что в первом случае для очищения воды служит почва, а во втором - искусст­венный материал (шлак, кокс и т. п.). Отличительная особенность аэротенков и аэрофильтров заключается в том, что в них биологический процесс осуществляется только при поступлении вдуваемого компрессором воз­духа, который ускоряет все процессы биологической очистки сточных вод. В результате этого на дне аэротенков получается «активный ил», состоящий из 25% осадка органических веществ и микроорганизмов, над которым остается 75% осветленной воды. После спуска осветлен­ной воды к оставшемуся на дне активному илу добав­ляют для биологической очистки 75% новой порции сточной воды и продувают воздух. Наличие активного ила на дне аэротенка позволяет резко сокращать вре­мя, необходимое для очистки воды.

Химическая очистка особенно широко применяется на мясокомбинатах; для этого используют хлор, хлорное железо, сернокислый алюминий, сернокислое железо и др. Химические средства значительно снижают в сточ­ной воде мясокомбинатов содержание коллоидных ве­ществ. Хлор, например, способствует отделению жиров и до определенной степени препятствует загниванию воды.

Сточную воду после ее очистки спускают в водоемы, а оставшийся осадок подвергают биотермическим про­цессам, после чего вывозят как удобрение.

Правилами охраны поверхностных вод от загрязне­ния предусматривается регулирование спуска сточных вод или даже полное запрещение его.

Спуск сточных вод в водоемы запрещают в том слу­чае, если содержание в водах вредных веществ превы­шает предельно допустимые концентрации или в них имеются ценные отходы, которые могут быть утилизиро­ваны, или в воде обнаружены патогенные микроорга­низмы.

Дезинфекция сточных вод. В тех случаях, когда сточ­ная вода получена с предприятия, заведомо неблагопо­лучного по инфекционным и инвазионным болезням, ее после очистки обязательно дезинфицируют.

Существуют три способа обеззараживания сточных вод: термический, химический и биологический.

Термический способ обеззараживания сточ­ных вод является самым надежным, обеспечивающим гибель не только неспорообразующей, но и споровой ми­крофлоры.

Раньше широко был распространен метод обеззара­живания путем подогревания сточных вод в емкостях. Сущность его состоит в том, что в сточные воды, собран­ные в большую емкость, подают водяной пар и, барбатируя им жидкость, нагревают ее до 130°. При такой температуре патогенная микрофлора, в том числе и спо­ровая, погибает. После охлаждения до 40° сточную воду направляют в городскую канализацию.

Пароструйная установка. В последнее вре­мя предложен пароструйный метод, основанный на двух­ступенчатом прогревании неочищенной, но гомогенизи­рованной сточной воды. Для обеззараживания паро­струйным методом сконструирована установка непре­рывного действия производительностью до 100 м³/ч и более (рис. 22).

При обработке жидкости на первой ступени сточные воды поступают в струйный аппарат первой ступени, где инжектируются паром и затем в регенераторе-теплооб­меннике нагреваются. В дальнейшем на аппарате второй ступени подогретую жидкость нагревают путем инжек­тирования пара до температуры 120-130°. В процессе на­гревания сточных вод в струйных аппаратах происходит беспрерывная ее турбулизация, благодаря чему 10-ми­нутной экспозиции достаточно для полного обеззаражи­вания и осветления стоков. Прошедшую через пароструй­ную установку воду отстаивают, осветленную часть ее пускают в рециркуляцию. В этом случае часть жидко­сти первоначально из промежуточной емкости направ­ляют в электрофлотокоагулятор с целью снижения кон­центрации загрязнений, после чего освобожденная от взвешенных веществ жидкость поступает в систему ре­циркуляции и используется для обмывания труб и на­возных каналов. Остальные 60% неосветленной жидко­сти идут на орошение полей. Твердый осадок используют на удобрение.

Описанный метод обеззараживания сточных вод применяется на биофабриках и заводах по изготовлению мясо-костной муки.

Химический способ. Дезинфекцию сточных вод осу­ществляют в два последовательно дополняющих друг друга приема: очистка вод от взвешенных веществ (на­воза, крови, слизи и пр.) в коагуляторах и отстойниках и собственно дезинфекция. После отстаивания сточной воды осветленную ее часть и плотный осадок обеззара­живают отдельно. Вызвано это тем, что химические де­зинфицирующие средства в сточных водах вступают с органическими веществами во взаимодействие и в ре­зультате этого их бактерицидность в значительной сте­пени понижается, что вызывает необходимость нового изменения дозирования средств и экспозиции в зависи­мости от среды.

Из химических средств для обеззараживания сточных вод чаще всего используют газообразный хлор, хлорную известь и формалин. Порядок обеззараживания освет­ленной части сточных вод хлором тот же, что и питье­вых. В случае обеззараживания небольших количеств жидкости вначале определяют общий объем воды, за­тем устанавливают необходимую дозу хлора. Для де­зинфекции больших объемов сточных вод в потоке при­меняют специальные аппараты - хлораторы. Для хло­рирования хлор вводят в воду из баллона через хло­ратор какой-либо системы (Орнштейна, Ремесницкого и др.).

После хлорирования проводят химический и бакте­риологический контроль сточной воды. Увеличение и уменьшение дозы хлора зависит от степени загрязнен­ности вод. При достаточной дозе дезифектанта вода че­рез 30 мин будет издавать не резкий, но ясно выражен­ный запах хлора. При надежном обеззараживании в 1 л воды через 1-2 ч должно содержаться 0, 5-1 мг оста­точного хлора, а микробов - не более 5%.

Для обеззараживания при неспорообразующей мик­рофлоре на 1 л хорошо осветленной воды при часовом контакте достаточно взять 30-35 мг хлора. При большом загрязнении воды дозу хлора и продолжитель­ность контакта увеличивают в 2-3 раза. При наличии в сточной воде возбудителя сибирской язвы для дезин­фекции отстоявшихся и коагулированных ее фракций хлор используют в дозе 2000 мг на 1 л при экспозиции 6 ч. Осадок из отстойников сжигают или тщательно пе­ремешивают с сухой хлорной известью в соотношении одна часть извести на четыре части осадка и зарывают в землю.

Глава IX